[發明專利]類金剛石薄膜

有效

• 申請號: 201710582567.8
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107287571B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 田夢軍
• 申請（專利權）人: 維達力實業（深圳）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C16/26;C23C28/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 向薇

本發明涉及一種類金剛石薄膜。該類金剛石薄膜包括：沉積于基材之上的金屬打底層；沉積于所述金屬打底層之上的金屬碳化物過渡層；沉積于所述金屬碳化物過渡層之上的第一類金剛石層，該第一類金剛石層為功能性類金剛石層；沉積于所述第一類金剛石層之上的第二類金剛石層，該第二類金剛石層為顏色控制類金剛石層。該類金剛石薄膜層間結合力強，具有高硬度、高光潔度、低摩擦系數、耐腐蝕等優點，且具有深色色系外觀，特別適用于對顏色外觀及可靠性能要求都非常苛刻的裝飾鍍領域。

技術領域

本發明涉及薄膜材料技術領域，特別是涉及類金剛石薄膜。

背景技術

隨著各項技術的不斷發展以及使用條件和場所的復雜化，目前市場對應用于鐘表、手機等3C電子產品及其它高端裝飾鍍領域的裝飾性薄膜要求越來越高，除了對顏色、外觀有著苛刻的要求外，對薄膜的耐磨損、抗刮傷、耐腐蝕以及化學穩定性等也有著嚴格的要求。

類金剛石碳膜(DIAMOND-LIKE-CARBON,下文用簡稱DLC)是一種由C元素構成，在性質上和金剛石類似，同時又具有石墨原子組成結構的非晶態薄膜。DLC薄膜具有高硬度和高彈性模量、低摩擦系數、耐磨損、耐腐蝕、表面光潔度好等優點，可以滿足上面提到的各項要求。

如上所述，DLC薄膜是一種具有高硬度、低摩擦系數的非晶態碳膜，所以其膜層結構、熱膨脹系數等與常規的金屬基材及金屬氮化物、碳化物等過渡層存在較大差異，導致常規DLC薄膜的層間結合力較差。

另外，常規方法制備的DLC薄膜顏色不夠深，L值一般在48～55之間，顏色發灰，不夠美觀，這就限制了其在對顏色外觀要求非常苛刻的裝飾鍍領域的應用。對于用磁控濺射方法制備高質量含氫DLC薄膜的過程，實際很難通過摻雜其它元素改變其顏色，因為在大量碳源氣體存在的條件下，靶材極容易中毒。通過在DLC層表面用反應磁控濺射等技術沉積常規的PVD薄膜雖然可以獲得不同的顏色，但又存在PVD薄膜與DLC層結合力不好的問題，同時面層薄膜也失去了DLC薄膜特有的耐磨損、抗刮傷、耐腐蝕及化學穩定性等特性。

發明內容

基于此，有必要提供一種層間結合力強，具有高硬度、高光潔度、低摩擦系數、耐腐蝕等優點，且顏色可控的類金剛石薄膜。

一種類金剛石薄膜，包括：

沉積于基材之上的金屬打底層；

沉積于所述金屬打底層之上的金屬碳化物過渡層；

沉積于所述金屬碳化物過渡層之上的第一類金剛石層，該第一類金剛石層為含氫類金剛石層；

沉積于所述第一類金剛石層之上的第二類金剛石層，該第二類金剛石層為含氫類金剛石層，其折射率小于第一類金剛石層。

本發明的類金剛石薄膜，通過合理控制膜層結構和金屬碳化物過渡層，使該過渡層能夠與其上的第一類金剛石層達到良好的結合。同時，在第一類金剛石層的基礎上進一步設置第二類金剛石層，其中，第一類金剛石層為功能層，主要用以獲得薄膜的高硬度、低摩擦系數、耐腐蝕性能，第二類金剛石層為顏色控制層，通過調節該層的折射率和厚度，可根據需要對薄膜的顏色進行控制，且第一類金剛石層和第二類金剛石層均為含氫類金剛石，除了碳、氫元素外，沒有額外引入其他元素，達到在確保層間結合力良好的情況下控制類金剛石薄膜顏色的目的，同時保證了類金剛石薄膜整體的高硬度、低摩擦系數、耐腐蝕性能和化學穩定性及光潔度。

本發明的類金剛石薄膜能夠廣泛應用于高端裝飾鍍領域，特別適用于對顏色外觀及可靠性能要求都非常苛刻的裝飾鍍領域，如鐘表、手機或其它電子產品，以及其它飾物、工藝品等。可通過調節第一類金剛石層和第二類金剛石層的折射率和膜厚控制整體薄膜的顏色。